凝土結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)條文解釋ppt.ppt

1 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 5 3 4當(dāng)結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)可能使作用效應(yīng)顯著增大時(shí) 在結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)考慮二階效應(yīng)的不利影響 混凝土結(jié)構(gòu)的重力二階效應(yīng)可采用有限元分析方法計(jì)算 也可采用本規(guī)范附錄B的簡化方法 當(dāng)采用有限元分析方法時(shí) 宜考慮混凝土構(gòu)件開裂對(duì)構(gòu)件剛度的影響 考慮重力二階效應(yīng)的兩種方法 有限元法 簡化方法 說明 重力二階效應(yīng)計(jì)算屬于結(jié)構(gòu)整體層面的問題 一般在結(jié)構(gòu)整體分析中考慮 本條給出了兩種計(jì)算方法 有限元法和增大系數(shù)法 受壓構(gòu)件的撓曲效應(yīng)計(jì)算屬于構(gòu)件層面的問題 一般在構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)考慮 2 13偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 規(guī)范條文 6 2 3彎矩作用平面內(nèi)截面對(duì)稱的偏心受壓構(gòu)件 當(dāng)同一主軸方向的桿端彎矩不大于0 9且設(shè)計(jì)軸壓比不大于0 9時(shí) 若構(gòu)件的長細(xì)比滿足公式 6 2 3 的要求 可不考慮軸向壓力在該方向撓曲桿件中產(chǎn)生的附加彎矩影響 否則應(yīng)根據(jù)本規(guī)范第6 2 4條的規(guī)定 按截面的兩個(gè)主軸方向分別考慮軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生的附加彎矩影響 6 2 3 式中 M1 M2 分別為已考慮側(cè)移影響的偏心受壓構(gòu)件兩端截面按結(jié)構(gòu)分析確定的對(duì)同一主軸的組合彎矩設(shè)計(jì)值 絕對(duì)值較大端為M2 絕對(duì)值較小端為M1 當(dāng)構(gòu)件按單曲率彎曲時(shí) M1 M2取正值 否則取負(fù)值 lc 構(gòu)件的計(jì)算長度 可近似取偏心受壓構(gòu)件相應(yīng)主軸方向上下支撐點(diǎn)之間的距離 3 13偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 規(guī)范條文 6 2 4排架結(jié)構(gòu)柱的二階效應(yīng)應(yīng)按本規(guī)范第5 3 4條的規(guī)定計(jì)算 其他偏心受壓構(gòu)件 考慮軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生的二階效應(yīng)后控制截面彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式計(jì)算 當(dāng)小于1 0時(shí) 取 1 0 對(duì)剪力墻類構(gòu)件 可取 1 0 注 此法與ACI規(guī)范基本相同 僅此處系數(shù)用曲率表達(dá) 4 構(gòu)件端截面偏心距調(diào)節(jié)系數(shù) 當(dāng)小于0 7時(shí)取0 7 考慮了沿柱身彎矩分布梯度的影響 5 13偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 基本概念 效應(yīng) 豎向力在產(chǎn)生了側(cè)移的結(jié)構(gòu)中引起的附加側(cè)移和附加內(nèi)力 也稱結(jié)構(gòu)側(cè)移引發(fā)的二階效應(yīng) 用結(jié)構(gòu)分析解決 有限元分析 計(jì)算機(jī)分析 增大系數(shù)法 效應(yīng) 軸壓力在產(chǎn)生了撓曲的桿件中引起的附加撓度和附加內(nèi)力 桿件自身撓曲引起的二階效應(yīng) 6 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 基本概念 基本方法 屬于結(jié)構(gòu)分析問題 應(yīng)采用 考慮幾何非線性的非線性有限元法 02規(guī)范考慮二階效應(yīng)的方法第一種 使用構(gòu)件折減剛度的考慮二階效應(yīng)的結(jié)構(gòu)彈性分析方法 亦稱 考慮幾何非線性的彈性有限元法 第二種 柱偏心距增大系數(shù)法 或稱法 第三種 層增大系數(shù)法 或 整體增大系數(shù)法 第一種方法 較全面合理 第二 三種方法 基本等效 7 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 問題 按 層增大系數(shù)法 或 整體增大系數(shù)法 計(jì)算后 是否需考慮效應(yīng) 一些軟件二者均考慮 現(xiàn)行方法 法僅適用于有側(cè)移框架結(jié)構(gòu) 其他結(jié)構(gòu)中的柱如何考慮 新修訂規(guī)范解決方法 兩種二階效應(yīng)分開考慮效應(yīng) 計(jì)算機(jī)計(jì)算 考慮幾何非線性的彈性有限元法 手算 層增大系數(shù)法 或 整體增大系數(shù)法 效應(yīng) 法 計(jì)算長度取支承長度 5 3 4混凝土結(jié)構(gòu)的重力二階效應(yīng)可采用有限元分析方法計(jì)算 也可采用本規(guī)范附錄B的簡化方法 當(dāng)采用有限元分析方法時(shí) 宜考慮混凝土構(gòu)件開裂對(duì)構(gòu)件剛度的影響 8 附錄B近似計(jì)算偏壓構(gòu)件側(cè)移二階效應(yīng)的增大系數(shù)法 B 0 1在框架結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu) 框架 剪力墻結(jié)構(gòu)及筒體結(jié)構(gòu)中 當(dāng)采用增大系數(shù)法近似計(jì)算結(jié)構(gòu)因側(cè)移產(chǎn)生的二階效應(yīng) 效應(yīng) 時(shí) 應(yīng)對(duì)未考慮效應(yīng)的一階彈性分析所得的柱 墻肢端彎矩和梁端彎矩以及層間位移分別按式 B 0 1 1 和式 B 0 1 2 乘以增大系數(shù) 9 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 效應(yīng)的增大系數(shù)法 對(duì)未考慮二階效應(yīng)的一階彈性分析所得的構(gòu)件端彎矩以及層間位移乘以增大系數(shù)進(jìn)行計(jì)算 引起結(jié)構(gòu)側(cè)移荷載產(chǎn)生的一階彈性分析構(gòu)件端彎矩 不引起結(jié)構(gòu)側(cè)移荷載產(chǎn)生的一階彈性分析構(gòu)件端彎矩 效應(yīng)只增大引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的桿端彎矩 而不增大不引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的桿端彎矩 10 B 0 2框架結(jié)構(gòu)中 所計(jì)算樓層各柱的可按下列公式計(jì)算 層增大系數(shù)法 B 0 3剪力墻結(jié)構(gòu) 框架 剪力墻結(jié)構(gòu) 筒體結(jié)構(gòu)中的可按下列公式計(jì)算 整體增大系數(shù)法 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 效應(yīng)的增大系數(shù)法 11 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 排架結(jié)構(gòu) 對(duì)排架結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng) 近年來少有研究 故仍采用原來的方法 B 0 4排架結(jié)構(gòu)柱考慮二階效應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值可按下列公式計(jì)算 注 柱的計(jì)算長度 與02規(guī)范取值相同 考慮了兩種二階效應(yīng) 12 B 0 5當(dāng)采用本規(guī)范第B 0 2條 第B 0 3條計(jì)算各類結(jié)構(gòu)中的彎矩增大系數(shù)時(shí) 宜對(duì)構(gòu)件的彈性抗彎剛度EI乘以折減系數(shù) 對(duì)梁 取0 4 對(duì)柱 取0 6 對(duì)剪力墻肢及核心筒壁墻肢 取0 45 當(dāng)計(jì)算各結(jié)構(gòu)中位移的增大系數(shù)時(shí) 不對(duì)剛度進(jìn)行折減 注 當(dāng)驗(yàn)算表明剪力墻肢或核心筒壁墻肢各控制截面不開裂時(shí) 計(jì)算彎矩增大系數(shù)時(shí)的剛度折減系數(shù)可取為0 7 13 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 效應(yīng) 構(gòu)件兩端彎矩值相等 圖示構(gòu)件兩端作用軸向壓力N和相等的端彎矩M0 Ne0 在M0作用下 構(gòu)件將產(chǎn)生如圖虛線所示的彎曲變形 其中y0表示僅由彎曲引起的側(cè)移 當(dāng)N作用時(shí) 開始時(shí)各點(diǎn)力矩將增加一個(gè)數(shù)值Ny0 并引起附加側(cè)移而最終至y 在M0和N同時(shí)作用下的側(cè)移曲線如圖a所示實(shí)線 構(gòu)件兩端彎矩值相等 附加彎矩和撓度大 2020 3 10 14 可編輯 15 13偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 效應(yīng) 2 構(gòu)件兩端彎矩值不相等但符號(hào)相同 構(gòu)件兩端彎矩值不相等但符號(hào)相同時(shí) 附加彎矩和撓度較大 16 13偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 效應(yīng) 3 構(gòu)件兩端彎矩值不相等且符號(hào)相反 彎矩和附加撓度增加較少 17 13偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 效應(yīng) 根據(jù)上述分析 可得以下幾點(diǎn)結(jié)論 1 當(dāng)一階彎矩最大處與二階彎矩最大處相重合時(shí) 彎矩增加的最多 即臨界截面上的彎矩最大 2 當(dāng)兩個(gè)端彎矩值不相等但符號(hào)相同時(shí) 彎矩仍將增加較多 3 當(dāng)構(gòu)件兩端彎矩值不相等且符號(hào)相反時(shí) 沿構(gòu)件產(chǎn)生一個(gè)反彎點(diǎn) 彎矩增加很少 考慮二階效應(yīng)后的最大彎矩值不會(huì)超過構(gòu)件端部彎矩或有一定增大 18 13偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) 效應(yīng) 對(duì)上述圖所示壓彎構(gòu)件 彈性穩(wěn)定理論分析結(jié)果表明 考慮二階效應(yīng)的構(gòu)件臨界截面的最大撓度y和彎矩M可分別表示為構(gòu)件臨界截面彎矩的增大取決于兩端彎矩的相對(duì)值 另外上式是假定材料為完全彈性而得 而承載能力極限狀態(tài)的混凝土偏心受壓構(gòu)件具有顯著的非彈性性能 故上式應(yīng)修正為 19 計(jì)算方法 偏心受壓構(gòu)件 在其偏心方向上考慮桿件自身撓曲影響的控制截面彎矩設(shè)計(jì)值可按下列公式計(jì)算 等代柱端彎矩的折減系數(shù) 當(dāng)小于1 0時(shí) 取 1 0 對(duì)剪力墻類構(gòu)件 可取 1 0 注 此法與ACI規(guī)范基本相同 僅此處系數(shù)用曲率表達(dá) 20 效應(yīng) 等代柱的端彎矩小于b和d鉸支柱中的較大端彎矩 系數(shù)的定義即為等代柱端彎矩的折減系數(shù) 且系數(shù)總不會(huì)大于1 0 21 效應(yīng)考慮條件 當(dāng)同一主軸方向的桿端彎矩比不大于0 9且設(shè)計(jì)軸壓比不大于0 9時(shí) 若構(gòu)件的長細(xì)比滿足下式的要求 可不考慮該方向構(gòu)件自身撓曲產(chǎn)生的附加彎矩影響 同一主軸方向的彎矩設(shè)計(jì)值 絕對(duì)值較大端為 絕對(duì)值較小端為 當(dāng)構(gòu)件按單曲率彎曲時(shí) 為正 否則為負(fù) 構(gòu)件的計(jì)算長度 近似取偏心受壓構(gòu)件相應(yīng)主軸方向兩支撐點(diǎn)之間的距離 22 6 2 17矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定 圖6 2 17 23 6 2 17本次對(duì)偏心受壓構(gòu)件二階效應(yīng)的計(jì)算方法進(jìn)行了修訂 即除排架結(jié)構(gòu)柱以外 不再采用法 新修訂的方法主要希望通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)一并考慮由結(jié)構(gòu)側(cè)移引起的二階效應(yīng) 為了進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí)內(nèi)力取值的一致性 當(dāng)需要利用簡化計(jì)算方法計(jì)算由結(jié)構(gòu)側(cè)移引起的二階效應(yīng)和需要考慮桿件自身撓曲引起的二階效應(yīng)時(shí) 也應(yīng)先按照附錄B的簡化計(jì)算方法和按照第6 2 3條和6 2 4條的規(guī)定進(jìn)行考慮二階效應(yīng)的內(nèi)力計(jì)算 即在進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí) 其內(nèi)力已經(jīng)考慮了二階效應(yīng) 24 6 2 20軸心受壓和偏心受壓柱的計(jì)算長度l0可按下列規(guī)定確定 1剛性屋蓋單層房屋排架柱 露天吊車柱和棧橋柱 其計(jì)算長度l0可按表6 2 20 1取用 25 2一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu) 各層柱的計(jì)算長度l0可按表6 2 20 2取用 26 説明 本次規(guī)范修訂 對(duì)有側(cè)移框架結(jié)構(gòu)的效應(yīng)簡化計(jì)算 不再采用法 而采用層增大系數(shù)法 因此 進(jìn)行框架